Vsako pomlad in jesen lahko na nebu opazujemo jate ptic, ki letijo v skoraj popolni obliki črke V. Odgovor na vprašanje, zakaj uporabljajo prav takšno razporeditev, je znanstvenike zaposloval več desetletij. Nova raziskava zdaj prvič podrobno pojasnjuje, kako si ptice z natančno usklajenim položajem in zamahovanjem s krili pomagajo prihraniti energijo med dolgimi selitvami. Odkritje ne prinaša le boljšega razumevanja narave, temveč bi lahko navdihnilo tudi razvoj učinkovitejših letal in brezpilotnih letalnikov.
Jata selitvenih ptic med usklajenim letom v značilni formaciji v obliki črke V. (foto: Dnevne Novice / AI ilustracija)
Narava je rešitev poznala že milijone let
Ko na nebu opazujemo jato gosi, ibisov ali drugih selivk, ki leti v značilni obliki črke V, se zdi, da gre predvsem za način, kako ptice ostanejo skupaj. V resnici pa za tem stoji izjemno dovršena aerodinamika, ki jo znanstveniki raziskujejo že desetletja.
Nova raziskava, objavljena v ugledni znanstveni reviji PNAS, razkriva, da vsaka vodilna ptica za seboj ustvarja posebne zračne vrtince. Ptica, ki leti nekoliko za njo in rahlo ob strani, lahko te vrtince izkoristi za dodaten vzgon, zato za letenje porabi manj lastne energije. Raziskava, objavljena v reviji PNAS.
Znanstveniki prvič natančno pojasnili mehanizem
Raziskovalci z Univerze Brown so razvili matematični model, ki simulira gibanje zraka okoli ptic med zamahovanjem s krili. Model je pokazal, da ptice svojega položaja ne izbirajo naključno, temveč ga ves čas prilagajajo tako, da ostanejo v najbolj ugodnem delu zračnega toka.
Po izračunih raziskovalcev lahko ptica, ki leti na optimalnem mestu v jati, zmanjša skupno mehansko porabo energije za približno 11 odstotkov. Rezultati se zelo dobro ujemajo tudi z opazovanji severnih plešastih ibisov v naravi, kar potrjuje zanesljivost razvitega modela. Podrobnosti znanstvene raziskave.
Ključ do uspeha ni le položaj, temveč popolna usklajenost
Nova raziskava razkriva, da zgolj letenje za vodilno ptico še ni dovolj za občuten energetski prihranek.
Pomembni so:
- natančen bočni položaj,
- višina letenja,
- medsebojna razdalja,
- popolna časovna usklajenost zamahov s krili.
Že manjša odstopanja lahko zmanjšajo ali celo izničijo aerodinamične prednosti. Prav zato ptice med letom nenehno prilagajajo svoj položaj in ostajajo izjemno usklajene z drugimi člani jate.
Manj zamahov pomeni manjšo porabo energije
Raziskovalci so odkrili še eno zanimivost. Ptice, ki letijo za vodjo, zaradi ugodnega zračnega toka nekoliko zmanjšajo amplitudo zamahov s krili. Tako za ohranjanje hitrosti in višine opravijo manj dela, kar dodatno zmanjša porabo energije.
Največji del energetskega prihranka tako ne izhaja le iz dodatnega vzgona, temveč tudi iz dejstva, da zaradi pomoči zračnih vrtincev potrebujejo manj intenzivno zamahovanje s krili. Prav zato lahko številne selivke brez večjih težav preletijo več tisoč kilometrov dolge poti.
Odkritje bi lahko koristilo tudi prihodnosti letalstva
Ugotovitve raziskave niso pomembne le za razumevanje živalskega sveta. Raziskovalci poudarjajo, da bi lahko podobna aerodinamična načela uporabili tudi pri razvoju brezpilotnih letalnikov, avtonomnih letal in drugih zrakoplovov.
Če bi letala ali droni leteli podobno usklajeno kot selitvene ptice, bi lahko porabili manj energije oziroma goriva ter povečali svoj doseg. Več o raziskavi.
Nova spoznanja tako ne pojasnjujejo le enega najbolj prepoznavnih prizorov v naravi, temveč kažejo tudi, kako lahko rešitve, ki jih je narava razvijala milijone let, navdihujejo tehnologije prihodnosti.